2.3.1 Determinação da recta peso seco (p.s.) vs densidade óptica (D.O.)
A caracterização da biomassa a utilizar como inóculo, foi realizada em termos da correlação entre a D.O. de uma suspensão celular e o p.s. correspondente em gBiomassa seca/Lsuspensão, para soluções com
diferentes concentrações de bactérias.
Para a determinação dos pesos secos utilizaram-se membranas de acetato de celulose (com uma porosidade de 0,45 μm e 47 mm de diâmetro, da marca Sartorius Stedium Biotech). Estas membranas foram previamente secas numa estufa a 80°C, durante cerca de 15 horas.
Assim, a partir da solução stock obtida conforme descrito na secção 2.2.1, prepararam-se 6 soluções diluídas (1/2, 1/5, 1/10, 1/20, 1/40 e 1/50) para leitura da D.O. (a um c.d.o. (λ) de 640 nm) e determinação do p.s..
De cada diluição retirou-se 10 mL de suspensão celular e procedeu-se à sua filtração, sob vácuo. A biomassa retida foi depois lavada com igual volume de água bidestilada e as membranas colocadas na estufa a 80 °C, durante 15 horas, para os devidos efeitos.
Após pesagem das membranas com a biomassa seca efectuaram-se os cálculos para a determinação dos respectivos pesos secos (p.s.), segundo a equação (8).
V 1000 P P ) /L p.s.(gbiomassaseca suspensão f i (8)
Em que:Pf – peso da membrana contendo a biomassa seca (g)
Pi – peso da membrana (g)
V – volume de suspensão filtrada (L)
Os valores considerados no presente trabalho correspondem à média dos resultados obtidos para um triplicado, com um desvio padrão inferior a 10%.
2.3.2 Determinação do teor em sólidos totais (ST) e sólidos voláteis (SV) nos
resíduos agro-industriais
Numa amostra de composição desconhecida, a determinação do seu conteúdo em sólidos totais (ST) refere-se à quantidade total de matéria orgânica e mineral presente, enquanto a determinação do seu conteúdo em sólidos voláteis (SV) permite, na maior parte dos casos, uma avaliação grosseira do seu teor em matéria orgânica.
Neste trabalho, a determinação dos teores em ST e SV foi levada a cabo seguindo as normas descritas no Standard Methods for the Examination of Water and Wastewater (Association et al., 1999).
No que respeita ao teor em ST, procedeu-se à secagem em estufa de uma quantidade conhecida de cada um dos substratos (amostra sólida ou líquida) à temperatura de 105°C, até peso constante (~24 horas), em cadinhos previamente tarados. Após secagem procedeu-se à pesagem do cadinho contendo o resíduo seco, para efeito do cálculo do teor em ST de cada amostra (equação (9)).
m 1000 P P ) /kg ST(gST amostra a b(9)
em que:Pa – peso do cadinho com o resíduo seco (g)
Pb – peso do cadinho calcinado (g)
m – massa da amostra (g)
Para a determinação do teor em SV, o resíduo resultante da secagem foi calcinado numa mufla a 550°C, até peso constante. Após calcinação e arrefecimento até à temperatura ambiente num exsicador, os cadinhos contendo os resíduos foram pesados, para a determinação do seu teor em SV (equação (10)).
m 1000 P P ) /kg SV(g a c amostra SV (10)
em que:Pa – peso do cadinho com o resíduo seco (g)
Pc – peso do cadinho com o resíduo calcinado (g)
m – massa da amostra (g)
2.3.3 Determinação do teor em óleo no bagaço de Jatropha curcas
A determinação do teor em óleo foi realizada de acordo com a Norma ISO 659:1998 (Oilseeds-
Determination of oil content (Reference method)), embora com algumas adaptações. O método baseia-
se na extracção de óleo, por hexano, num extractor de Soxhlet.
Método:
Pesou-se cerca de 12 g de bagaço, para um cartucho de celulose (VWR), colocou-se um pouco de algodão embebido em hexano por cima da amostra, fechou-se o cartucho dobrando os bordos e colocou- se este dentro do extractor Soxhlet. Ao Soxhlet foi acoplado um balão, previamente tarado numa estufa a 103ºC durante uma hora, com 140 mL de hexano (solvente), e um condensador. O conjunto (Soxhlet + balão + condensador) foi colocado numa manta de aquecimento, durante 6 horas. Após arrefecimento, o balão contendo o solvente e o óleo foi levado ao rota-vapor, a uma pressão de 210 mBar e uma temperatura de 40°C, durante 20 minutos, de modo a remover o solvente. Posteriormente, o balão com óleo foi colocado numa estufa com ventilação, a 103°C durante uma hora, de modo a evaporar algum solvente residual que poderia estar presente na amostra. Após arrefecimento em exsicador, o balão foi pesado.
Valorização de resíduos agro-industriais para a produção biológica de hidrogénio Rafaela Lourenço 22
00
1
m
m
m/m)
(%
W
amostra óleo
(11)
em que:móleo – massa de óleo extraída da amostra (g)
mamostra – massa inicial da amostra (g)
2.3.4 Determinação dos teores em H
2e CO
2Após cada ensaio, recolheram-se amostras da HS das colunas de Mariotte ou dos reactores encapsulados, para determinação dos conteúdos em H2 e CO2 na fase gasosa, por cromatografia gasosa
(GC). Para tal utilizou-se um cromatógrafo gasoso VARIAN 430-GC com detector de condutividade térmica TCD e uma coluna Varian Select Permanent Gases/CO2 HR, Molecular Sieve 5 Å/Parabond O Tandem. A temperatura do injector e da coluna foi de 80°C e a do detector de 120 °C. Utilizou-se
hélio como gás de arrasto.
2.3.5 Determinação do conteúdo em ácidos, etanol, glicerol e açúcares, na fase
líquida
Os teores em ácidos gordos voláteis (AGV’s), açúcares, glicerol e etanol, no meio de fermentação, foram analisados por cromatografia líquida num aparelho de HPLC Agilent série 1100 equipado com um injector automático L7200, uma bomba L7100, um forno L7350, um detector de índice de refracção L7490 e uma coluna Aminex HPX87H. As análises decorreram a 50°C e as amostras foram eluídas com uma solução de H2SO4 5 mM, filtrado (filtros Supock 200 Pall Life Sciences – polietersulfona
hidrofílica - com 47 mm de diâmetro e 0,2 μm de tamanho de poro), a um fluxo de 0,5 mL/min.
Esta determinação foi levada a cabo para o meio de fermentação autoclavado contendo, ou não, os resíduos (substratos) solubilizados (isto é, antes do processo) e para o meio resultante da fermentação anaeróbia (isto é, depois do processo), a fim de avaliar as alterações ocorridas na sua composição, em termos do conteúdo em ácidos orgânicos (AGV), açúcares, glicerol e etanol. Todas as amostras a analisar foram previamente centrifugadas e filtradas (filtros Sartorios GmbH – acetato de celulose – com 13 mm de diâmetro e 0,2 μm de tamanho de poro), antes da sua injecção no HPLC.